JPH0759844B2

JPH0759844B2 - ボ−ド貼付ロボツト

Info

Publication number: JPH0759844B2
Application number: JP24606786A
Authority: JP
Inventors: 弘司近藤; 純一郎前田
Original assignee: Shimizu Corp
Current assignee: Shimizu Corp
Priority date: 1986-10-16
Filing date: 1986-10-16
Publication date: 1995-06-28
Anticipated expiration: 2010-06-28
Also published as: JPS63103160A

Description

【発明の詳細な説明】「産業上の利用分野」本発明は、例えば、ビルディング等の建築物の天井や壁
等の内装仕上工事における、下地ボード貼り付けおよび
化粧ボード貼り付けの際に使用するボード貼付ロボット
に関する。

「従来の技術」従来、この種のビルディング等の建築物の内装仕上工事
における、天井や壁等への大板の下地ボードおよび化粧
ボードの貼り付け作業は、貼り付ける天井や壁付近に所
定の高さの足場を組立てた後、作業員がその上に乗っ
て、貼り付けるためのボードを一枚ずつ手で持ち上げ、
特に、天井に貼り付ける場合には頭上に持ち上げて、こ
れを手作業により天井や壁に固定し、ついで、ボードの
貼り付け作業が完了した後には前記足場を解体するよう
な施工方法が知られている。

「発明が解決しようとする問題点」ところが、前記従来の手作業によりボードの貼り付け作
業は、作業足場の組立、解体に要する作業が貼り付け作
業全体の20〜30％を占めることになり、作業効率が悪い
こと、また、重量物を頭上に持ち上げての作業であり、
作業能率が悪いとともに、不自然な作業姿勢となり作業
中にボードが落下あるいは人身事故等の災害が発生する
危険性が大きいこと等が問題点があった。

本発明は、前記問題点に鑑みて行なわれたものであり、
貼り付け作業に足場の組立や解体を必要とすることな
く、作業員が不自然な姿勢で作業を行う必要のないボー
ド貼付ロボットを提供することを目的とする。

「問題点を解決するための手段」この発明は、前記問題点を解決するために、建築物の床
面を走行自在な台車と、この台車の上部に上下動自在に
設けられた基台と、この基台の上部に立設されるととも
にその基端部が基台の水平面上で移動自在な昇降装置
と、この昇降装置に上下動自在に取り付けられるととも
に先端部において前記ボードを保持するボード受台と、
前記基台上に立設された支柱の先端部に回動自在に取り
付けられた腕部と、この腕部の先端に設けられるととも
にボードを天井や壁に固定するための固定手段と、前記
ボードを取り付ける位置を検出するとともに、前記固定
手段をボードの所定の場所へ接近可能なように腕部を制
御するために前記取り付け位置とロボットとの相対位置
を検出するイメージセンサーとを備えたことを特徴とし
ている。

「実施例」以下、第１図ないし第８図を参照しながら本発明の実施
例を説明する。第１図ないし第８図は本発明の一実施例
を示すものであり、第１図ないし第４図は本発明の装置
を、第５図ないし第８図は本発明の装置の施工方法を説
明するためのものである。

まず、本発明の装置について説明すると、図中符号１は
本発明のボード貼付ロボット（以下、単に「ロボット」
という）である。このロボット１は、建築物の床面を車
輪2a,2a,・・によって走行可能なように底部に直方体状
の台車２が設けられており、この台車２の四隅には所定
長さのスクリューネジ2b,2b,・・が垂直に立設されてい
る。このスクリューネジ2bには前記台車２と略同形に形
成された基台３の四隅が挿通されている。基台３の挿通
部分には前記スクリューネジ2bと螺合する雌ネジが形成
されており、スクリューネジ2bを回転させることいよ
り、基台３を台車２に対して上下動さて高さを調整する
ことができるような構成とされている。さらに、基台３
は前記台車２と略同形に形成されており、基台３の上部
略中央には、昇降装置４が垂直に立設されるとともに昇
降装置４には上下動自在なボード受部５が取り付けられ
ている。前記昇降装置４は平行に立設されたガイドレー
ル4a、4aと、その上部に設けられ、かつ前記ガイドレー
ル4a,4aに沿って前記ボード受台５を上下動させる受台
リフト4b,4b部とからなっており、その基端部4cは基台
３の上部に水平面状上で移動自在に立設されているとと
もに、上端部には後述するタイミングプーリと噛合する
タイミングベルト4dが固定されている。

そして、前記昇降装置４を水平移動させる機構は、Ｙ−
Ｙ方向に沿って平行に基台３に敷設されたガイドレール
6,6と、このガイドレール6,6上にＸ−Ｘ方向に沿って平
行に敷設されたガイドレール7,7と、このガイドレール
7,7の上部にガイドローラ8,8,・・・によって回動自在
に支持される旋回部９との組み合わせによって構成され
たものとなっており、旋回部９に一端部が取り付けられ
たＹ方向アクチュエータ11とＸ方向アクチュエータ10と
によって、旋回部９をガイドレール6,7でそれぞれＸ方
向及びＹ方向へスライド駆動させるとともに、さらに、
旋回部９はガイドロール8,8・・・によって基台３の水
平面上を回動するようになっている。

そして、前記旋回部９の上部に固定された昇降装置４に
は、そのガイドレール4a部分にボード受台５の摺動部5a
が上下動自在に装着されている。前記摺動部5aには腕部
5bが回動自在にピン接合されており、腕部5bの先端部に
はボードの保持部5cが固定されている。この保持部5c
は、第１図に示すように、先端部にボードの側面を拘束
する枠部5dと、第２図に示すように、複数枚重ねて立設
されたボード12,12,・・・の底部を引っ掛けて持ち上げ
る爪部13とを備えているとともに、基端部には前記昇降
装置４の先端に固定されたタイミングベルト4dと噛合す
るタイミングプーリ5eが設けられている。

前記基台３上には、昇降装置４の側部に支柱15が垂直に
立設されており、この支柱15の先端部には腕16が取り付
けられるとともに、腕部16の先端にはボード12を天井や
壁に固定するための固定手段17が設けられている。前記
腕部16は第１の腕16aと第２との腕16bがピン接合16cに
よって回動自在に接続されており、前記固定手段17は電
動ドライバー17aとビスの自動供給装置17bとによって構
成されている。さらに、基台３上には、昇降装置４の側
部にボード12を取り付ける位置を検出するとともに、固
定手段17をボードの所定の場所へ接近可能なように腕部
16を制御するために前記取り付け位置とロボット１との
相対位置を検出するイメージセンサー18が備えられてい
るとともに、前記腕部16の動き等を制御する制御盤19が
設けられた構成とされている。

つぎに、本発明のロボット１を用いてボード12を建築物
の天井や壁に貼り付ける施工手順について説明する。

（ｉ）まず、第２図に示すように、ロボット１の側部に
所定枚数のボード12,12,・・をセットする。

（ii）つぎに、前記ロボット１をボードの貼り付け付近
まで移動させる。

（iii）つぎに、前記ロボット１のイメージセンサ18
で、第５図に示すように、天井部分の軽量鉄骨T,T,・・
・及び境界線ｌの位置を検出し、これをロボット座標系
で表した記憶させる。前記軽量鉄骨は金属製であるた
め、この面に光を当てることによりａ−f,b−g,c−h,d
−i,e−ｊのラインを光らせるとともに、この光を検出
し、ｙ＝Ax＋Ｂの式を求めて記憶させる、又境界線ｌは
点ａ〜ｅを結ぶ直線式を求めることにより算出する。ま
た、第５図において、斜線部分は既にボードを貼付した
部分であり、Ｏ点はロボットの原点である。

（iv）つぎに、ロボット１のボード受台５を、その爪部
13によってボード12の底部を引っ掛けるとともに、枠部
5c,5c間に保持した状態で、第２図に示すＡの位置か
ら、ガイドレール4aに沿ってリフトアップする。

（ｖ）ボード12を天井部分に貼付する際には、ボード受
台５をＢの位置までリフトアップさせることにより、昇
降装置４の上端部に設けられたタイミングベルトに、ボ
ード受台５の端部に設けられたタイミングプーリーが噛
合することになり、さらに、第２図に示すＣの位置まで
上昇させることにより、ボード受台５の先端部に保持し
たボード12は上昇しながら次第に回動して天井面に対し
て平行となり、軽量鉄骨Ｔに押し付けられる。

（vi）軽量鉄骨に押し付けられたボード12は、第６図に
示すように、（イ）の状態となっている。そのため、Ｙ
方向アクチュエータ11を駆動することにより、昇降装置
４をガイドレール６上を水平移動させ、ついには、ボー
ド12の角を既設のボードに当接し、ボード12を第６図に
示す（ロ）の状態とする。

（vii）前記状態の昇降装置４をＹ方向アクチュエータ1
1によって、さらに、Ｏ−Ｙ向きに移動させる。この
際、ボード12の角度が既設のボードに当たって抵抗とな
るため、旋回部９がガイドローラ８上を旋回し、ボード
12は第７図に示す（ロ）の状態から（ハ）の状態へと変
化する。

（viii）さらに、Ｘ方向アクチュエータ10を駆動させる
ことにより、昇降装置４をガイドレール７上に水平移動
させ、第８図に示す、（ニ）の状態とする。これで、ボ
ード12は正確に貼付すべき所定の位置に押し当ててられ
た状態となる。

（ix）つぎに、腕部16を回動駆動させることにより、固
定装置17を前記ボード12の下に移動させるとともに、電
動ドライバー17aでボード12の所定の位置にビスを打
つ。この際、イメージセンサ18で検出した軽量鉄骨Ｔの
位置に合わせてビスの打設作業ができるように、腕部16
の制御を行う。

（ｘ）ビスの打設作業が終了した際には、ボード固定装
置17をボード受台５の反対側へ移動させた後、ボード受
台５をガイドレール4aに沿って降下させる。そして、ガ
イドレール4aに沿って降下するボード受台５が、タイミ
ングベルトを通過する際には、再び、ボード受台５が回
動して水平状態（即ち、枠部5cが垂直な状態）となり、
つぎのボードを受け取る形となる。

（xi）つぎにボードを貼付する位置までロボット１を移
動させる。

なお、前記実施例においては、腕部16が水平面上で回動
自在となるような構成とされているが、これに限定され
ることなく、腕部16を３次元方向に回動自在な構造とす
ることにより、ボードを壁面に対しても固定可能とする
ことができる。壁面に対してのイメージセンサーは、基
台上に柱を立てて、これに取り付けることで壁面の軽量
鉄骨を検出することができる。

したがって、本発明のボード貼付ロボットは、ボードの
貼付作業全体の20〜30％を占める作業足場の組立、解体
作業を不要とすることができ、作業員を不自然な姿勢の
作業やボードを頭上に持ち上げる等の重労働から解放す
ることができるとともに、作業中の墜落災害の発生を防
止することができる。

「発明の効果」以上説明したように本発明のボード貼付ロボットは、台
車の上部に上下動自在に設けられた基台と、基端部が基
台の水平面上で移動自在な昇降装置と、この昇降装置に
上下動自在に取り付けられるとともに先端部において前
記ボードを保持するボード受台と、支柱の先端部に回動
自在に取り付けられた腕部と、ボードを天井や壁に固定
するための固定手段と、前記ボードを取り付ける位置及
び腕部を制御するために前記取り付け位置とロボットと
の相対位置を検出するイメージセンサーとを備えたもの
であるので、ボードの貼付作業全体の20〜30％を占める
作業足場の組立、解体作業を不要とすることができ、作
業全体の効率を高めることができるとともに、貼付作業
の機械による安全自動化を図ることができ、貼付作業自
体の能率をも高めることができる。さらに、作業員を不
自然な姿勢の作業やボードを頭上に持ち上げる等の重労
働から解放することができるとともに、作業中の災害の
発生を防止することができる。

【図面の簡単な説明】

第１図ないし第８図は本発明の一実施例を示すものであ
り、第１図は本発明のボード貼付ロボットの全体を示す
斜視図、第２図は昇降装置を移動するボード受台の状態
を説明するための側面図、第３図は昇降装置を水平移動
させるために昇降装置の基端部に設けられた移動機構を
示す平面図、第４図は第３図の正面図、第５図はボード
を貼付する部分の天井面又は壁面を示す平面図、第６図
ないし第８図は壁面にボードを貼付する際の位置の修正
方法を説明するための説明図である。１……ボード貼付ロボット、２……台車、３……基台、
４……昇降装置、4d……タイミングベルト、５……ボー
ド受台、5e……タイミングプーリー、12……ボード、15
……支柱、16……腕部、17……固定手段。

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】建築物の天井や壁面にボードを貼り付ける
ためのボード貼付ロボットであって、建築物の床面を走
行自在な台車と、この台車の上部に上下動自在に設けら
れた基台と、この基台の上部に立設されるとともにその
基端部が基台の水平面上で移動自在な昇降装置と、この
昇降装置に上下動自在に取り付けられるとともに先端部
において前記ボードを保持するボード受台と、前記基台
上に立設された支柱の先端部に回動自在に取り付けられ
た腕部と、この腕部の先端に設けられるとともにボード
を天井や壁に固定するための固定手段と、前記ボードを
取り付ける位置を検出するとともに、前記固定手段をボ
ードの所定の場所へ接近可能なように腕部を制御するた
めに前記取り付け位置とロボットとの相対位置を検出す
るイメージセンサーとを備えたボード貼付ロボット。